AVL Excite-Timing Drive软件在齿轮传动系统开发中的应用.pdf
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1、第4期(总第19 2 期)2023年11月现代车用动力MODERNVEHICLEPOWERNo.4(serial No.192)Nov.2023doi:10.3969/j.issn.1671-5446.2023.04.007AVL Excite-Timing Drive 软件在齿轮传动系统开发中的应用李晶晶1-2,沈华中1,2,阮志强12,汤旭财1,2(1.一汽解放汽车有限公司无锡柴油机厂,江苏无锡2 140 2 6;2.一汽解放动力总成事业部,江苏无锡2 140 2 6)摘要:针对某款新开发的柴油机进行分析,利用AVLExcite-TimingDrive软件建立齿轮传动系统(简称齿轮系)的多
2、体动力学模型,并耦合配气机构多阀系进行仿真计算,分析在传动过程中各齿轮啮合的平稳性,并依据齿轮的敲击次数和敲击能量对油泵等零部件进行选型。同时根据齿轮在径向平面上的位移,得到齿轮的轴心轨迹,依据轴心轨迹给出了齿轮的油道布置建议。关键词:多阀系;齿轮传动系统;平稳性;敲击;油道中图分类号:TK434.6Application of AVL Excite-Timing Drive Software in Development of Gear Transmission SystemAbstract:Aiming at a newly developed medium diesel engine a
3、nd using AVL Excite-Timing Drive software,the multi-body dynamicsmodel of gear transmission system was established.The multi valve system of the valve train is coupled for simulation calculation.Themeshing stability of each gear in the transmission process of gear train is analyzed.According to the
4、number of knock times and energyof the gear,the oil pump and other parts are selected.At the same time,according to the displacement of the gear on the radial plane,the axis trajectory of the gear is got.Further according to the trajectory of axle center,the suggestions of gear oil channel layoutare
5、 given.Key words:multi valve system;gear transmission system;stationarity;knock;oil channel文献标志码:ALI Jingjing*,SHEN Huazhong,UAN Zhiqiang,TANG Xueail-(1.Wuxi Diesel Engine Factory,FAW Jiefang Automobile Co.,Ltd.,Wuxi 214026,China;2.FAW Jiefang Powertrain Business Division,Wuxi 214026,China)文章编号:16 7
6、 1-5446(2 0 2 3)0 4-0 0 2 9-0 4引言随着柴油机功率的不断增加,柴油机噪声持续增加,柴油机齿轮传动系统是柴油机主要噪声源之一。掌握齿轮系的噪声特性,进而改进柴油机齿轮系的设计,指导相关零部件的选型,达到降低柴油机振动和噪声的目的,将成为柴油机设计过程中的重要环节。本文基于某款新开发的柴油机,利用AVL Ex-cite-Timing Drive 软件建立了从曲轴到气门的整个传动系统模型,并进行仿真计算。重点关注齿轮运转的平稳性,对比不同油泵对齿轮敲击的影响,同时对齿轮油道布置给出了建议。1#模型搭建该款柴油机满足国六排放要求,采用顶置凸轮轴、直列六缸、每缸四气门、双层
7、齿轮系传动设计。首先根据三维模型计算出凸轮轴、摇臂、气门桥、气门、气门弹簧等的质量、刚度等参数,利用AVL Ex-cite-Timing Drive 软件搭建进排气门单阀系模型,设计凸轮型线,进行单阀系运动学、动力学计算。然后依据各个齿轮的尺寸及转动惯量等相关参数建立齿轮系的模型,同时搭建凸轮轴模型,建立完整的从曲轴到气门的多阀系模型,如图1所示。该模型的主要边界包括曲轴后端转速波动、缸内爆压、空压泵及燃油泵等齿轮负载。*收稿日期:2 0 2 3-0 6-0 5作者简介:李晶晶(19 9 0 一),女,湖北荆州人,工程师,主要从事配气机构计算及相关工作。30现代车用动力2023年第4期2业业幸
8、图1多阀系模型6.000r2动力学计算结果2.1齿轮啮合的平稳性齿轮啮合的平稳性主要通过啮合齿间的相对距离、啮合接触力以及相对速度来评价。其中啮合齿间相对距离通过驱动力,负载,静态齿轮侧隙,齿轮轴、齿轮盘、轮齿的刚度、变形以及运行来反映动态齿隙的变化,体现齿轮啮合的平稳性。通过驱动力、负载、轮齿的刚度、齿轮啮合过程中的重合度等来反映啮合接触力的动态变化,体现齿轮啮合接触力的大小和冲击间隔。啮合齿间相对速度也可以反映齿轮啮合过程中的平稳性及表面磨损情况2 以空压泵中间齿轮为例。其1个工作循环的结果如图2 图4所示,啮合齿间相对距离、啮合接触力、啮合齿间相对速度均考虑了驱动侧和被驱动侧(背隙侧)的
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